Lucht-water-warmtepompen: een energiezuinige en duurzame oplossing voor verwarming en warm water

Lucht-water-warmtepompen worden steeds vaker ingezet als duurzame alternatieven voor traditionele verwarmingsystemen. Deze systemen halen warmte uit de buitenlucht en gebruiken deze om huishoudelijk warm water te genereren en ruimtes te verwarmen. Dankzij hun hoge energie-efficiëntie en het gebruik van hernieuwbare energie zijn lucht-water-warmtepompen een aantrekkelijke optie voor zowel woningeigenaren als bouwprofessionals. In dit artikel bespreken we de technologie van lucht-water-warmtepompen, hun voordelen en nadelen, de invloed van omstandigheden op hun prestaties en de kosten die ermee gepaard gaan.

Wat is een lucht-water-warmtepomp?

Een lucht-water-warmtepomp is een systeem dat warmte uit de buitenlucht opneemt en deze overbrengt naar water. Het verwarmde water kan vervolgens worden gebruikt voor ruimteverwarming via vloerverwarming of radiatoren, en voor het leveren van sanitair warm water. Het proces maakt gebruik van technologie die vergelijkbaar is met die van een airco, maar in omgekeerde richting: in plaats van warmte uit de ruimte af te voeren, wordt warmte opgenomen en gebruikt.

De efficiëntie van deze systemen wordt uitgedrukt in de prestatiecoëfficiënt (CoP). Dit is de verhouding tussen de hoeveelheid warmte die wordt afgegeven en de hoeveelheid elektriciteit die nodig is om de pomp aan te drijven. Voor lucht-water-warmtepompen ligt de CoP meestal tussen de 3 en 4. Dit betekent dat per eenheid elektriciteit die wordt verbruikt, er 3 tot 4 eenheden warmte worden opgewekt. Dit is aanzienlijk efficiënter dan directe elektrische verwarmingssystemen, die een CoP van ongeveer 1 hebben.

Technische kenmerken en typen

Lucht-water-warmtepompen komen in verschillende uitvoeringen voor, afhankelijk van de toepassing en de omgeving. Twee veelvoorkomende typen zijn de monoblok warmtepomp en de split-warmtepomp.

Monoblok warmtepomp

Bij een monoblok warmtepomp zijn alle componenten – zoals de warmtewisselaar en de ventilatorconvector – geïntegreerd in één buitenunit. Deze uitvoering is geschikt voor zowel residentiële als commerciële toepassingen. Het gebruik van geavanceerde componenten zoals een Panasonic roterende compressor, een DC borstelloze ventilator en een elektronisch expansieventiel zorgt voor een betrouwbare en efficiënte werking.

Split-warmtepomp

Een split-warmtepomp bestaat uit twee delen: een buitenunit (die de compressor bevat) en een binnenunit (die als verdampingseenheid fungeert). Deze opzet biedt meer flexibiliteit in termen van plaatsing en is goed geschikt voor woningen waar de binnenruimte beperkt is. De split-uitvoering is ook geschikt voor industriële en commerciële toepassingen.

Voorbeelden van producten en vermogens

De fabrikant Viessmann biedt grote lucht-water-warmtepompen die geschikt zijn voor zowel verwarming als koeling. Voor verwarming kunnen deze systemen tot 250 kW vermogen leveren, terwijl het koelvermogen tot 290 kW kan bereiken. Door gebruik te maken van cascadeopstellingen met grond-water-warmtepompen kan het totaalvermogen zelfs oplopen tot 600 kW. Deze oplossing is vooral geschikt voor grotere gebouwen of nieuwbouwprojecten.

Daarnaast zijn er ook hybride systemen die lucht-water-warmtepompen combineren met traditionele warmtegeneratoren, zoals een gasketel. Bij deze hybride opstellingen wordt de warmtepomp gebruikt voor de meeste verwarmingsbehoefte, terwijl de ketel als reserve inkomt bij extreem koele weersomstandigheden of voor het opwekken van warm water.

Energieverbruik en efficiëntie

Het energieverbruik van een lucht-water-warmtepomp wordt gemeten in kilowattuur (kWh) en hangt af van verschillende factoren:

• Seizoensvariaties: In de koudere maanden is er een hogere verwarmingsvraag, wat het elektriciteitsverbruik kan doen stijgen.
• Prestatiecoëfficiënt (CoP): Een hogere CoP betekent een hoger rendement en een lager energieverbruik.
• Thermische belasting: De grootte van het gebouw en de behoefte aan ruimteverwarming en warm water beïnvloeden het totale verbruik.
• Bedrijfstemperaturen: Koudere buitenluchttemperaturen verminderen de efficiëntie van de warmtepomp.
• Systeembedieningen en instellingen: Een juiste programmering en het gebruik van slimme instellingen kunnen het energieverbruik optimaliseren.

Om het elektriciteitsverbruik verder te beperken, is het aan te raden om de warmtepomp op te nemen in een slimme verwarmingssystematiek met tijdsprogrammering en aanpassingen op basis van de weersverwachting.

Energie-efficiëntie en duurzaamheid

Lucht-water-warmtepompen zijn energie-efficiënter dan traditionele verwarmingsystemen. Het feit dat ze warmte uit de buitenlucht gebruiken – een vrijwel oneindelijke bron – maakt deze systemen een duurzame oplossing. Bovendien levert het gebruik van een warmtepomp een lagere CO2-uitstoot op dan gasverwarming.

De energiebesparing die kan worden behaald met een lucht-water-warmtepomp is aanzienlijk. In combinatie met een hybride systeem, waarbij de warmtepomp de meeste verwarmingsbehoefte dekt en een gasketel als reserve fungeert, kunnen woningeigenaren ongeveer 50% besparen op hun gasverbruik. De warmtepomp zorgt ook voor een comfortabeler leefklimaat, aangezien het systeem continu warme lucht en water levert.

Kosten en terugverdientijd

De kosten van een lucht-water-warmtepomp variëren afhankelijk van de grootte van het systeem, de uitvoering en de benodigde installatiearbeid. Voor kleine systemen, zoals monoblok- of split-warmtepompen die geschikt zijn voor een individuele woning, liggen de kosten meestal rond de 4.000 euro inclusief BTW en plaatsing. Dit maakt het systeem toegankelijker voor woningeigenaren die op zoek zijn naar een energiezuinige oplossing.

Voor grotere systemen of hybride opstellingen – zoals bij nieuwbouwprojecten of totaalrenovaties – zijn de kosten hoger. Een water-water-warmtepomp, die warmte uit grondwater haalt, kost tussen 15.000 en 20.000 euro, inclusief BTW en plaatsing. Hoewel deze systemen een hoger investeringsbedrag vereisen, leveren ze ook het hoogste rendement en hebben ze een snellere terugverdientijd.

Invloed van subsidies en milieuvoordelen

In Nederland zijn er verschillende subsidies beschikbaar voor de installatie van duurzame verwarmingssystemen, waaronder lucht-water-warmtepompen. Deze subsidies kunnen het aanschafbedrag verlagen en de terugverdientijd verkorten. Bovendien draagt het gebruik van warmtepompen bij aan de vermindering van de CO2-uitstoot, wat een positieve bijdrage levert aan de duurzame doelstellingen van het land.

Hybride versus all-electric systemen

Er zijn twee hoofdcategorieën van lucht-water-warmtepompen: hybride systemen en all-electric systemen.

Hybride warmtepompen

Bij een hybride warmtepomp werkt de warmtepomp samen met een traditionele ketel. De warmtepomp is verantwoordelijk voor de meeste verwarmingsbehoefte, terwijl de ketel inkomt bij extreme kou of voor het opwekken van warm water. De voordelen van deze opstelling zijn:

• Lagere installatiekosten: Er is geen aanpassing van de bestaande radiatoren nodig.
• Lagere verwarmingskosten: Dankzij de hoge efficiëntie van de warmtepomp.
• Minder isolatie nodig: De warmtepomp zorgt voor een hogere warmtewisseling dan traditionele verwarmingsystemen.
• Behoud van het bestaande tapwatersysteem: Geen extra boiler of warmtepompboiler is nodig.

De nadelen zijn:

• Nog steeds gasgebruik: Hoewel het gasverbruik aanzienlijk gedaald is, blijft er toch CO2-uitstoot.
• Vaste gaslasten: De gebruiker blijft afhankelijk van gas voor warm water.
• Geluid: De buitenunit produceert geluid en trillingen, wat goed moet worden geïsoleerd.

All-electric warmtepompen

All-electric systemen werken volledig op elektriciteit en zijn dus geheel afhankelijk van duurzame energiebronnen. Deze opstelling biedt de grootste duurzaamheid, aangezien er geen gasverbruik is en er geen CO2-uitstoot optreedt. De voordelen zijn:

• Volledige elektrische opwekking: Geen gasgebruik, geen CO2-uitstoot.
• Optimale energie-efficiëntie: Door gebruik te maken van slimme technologie en tijdsprogrammering.
• Mogelijkheid om te koppelen aan zonnepanelen: Dit vermindert de totale elektriciteitskosten.

De nadelen zijn:

• Hoogere investeringskosten: Er zijn aanpassingen nodig aan het verwarmingssysteem.
• Minder efficiënt in extreme koudte: In zeer koude omstandigheden kan het rendement dalen.
• Voldoende isolatie vereist: Om de warmtebehoefte te beperken en het systeem efficiënter te maken.

Praktische tips voor de installatie van een lucht-water-warmtepomp

Bij de installatie van een lucht-water-warmtepomp zijn er enkele belangrijke overwegingen:

1. Inspectie van het bestaande verwarmingssysteem: Voordat een warmtepomp geïnstalleerd wordt, dient het bestaande systeem te worden geïnspireerd op eventuele aanpassingen of verbeteringen.
2. Keuze van de juiste warmtepomp: Afhankelijk van de grootte van het gebouw, de isolatiegraad en de verwarmingsbehoeften, moet een passende warmtepomp worden gekozen.
3. Plaatsing van de buitenunit: De buitenunit moet op een geschikte plek worden geplaatst, waar zowel de prestaties van de warmtepomp als de geluidsvoet worden geëerbiedigd. De maximale geluidsnorm is 40 dB bij de buren.
4. Systeemprogrammering en slimme instellingen: Een goed geprogrammeerd systeem zorgt voor optimale prestaties en energiebesparing.
5. Aansluiting op duurzame energiebronnen: Als mogelijk, dient de warmtepomp aangesloten te worden op een duurzame elektriciteitsbron, zoals zonnepanelen.

Conclusie

Lucht-water-warmtepompen zijn een energiezuinige en duurzame oplossing voor het opwekken van warmte en sanitair warm water. Met een hoge prestatiecoëfficiënt en de mogelijkheid om te koppelen aan duurzame energiebronnen zijn deze systemen een aantrekkelijke keuze voor zowel woningeigenaren als bouwprofessionals. Het energieverbruik is afhankelijk van de omstandigheden, maar door slimme programmering en het gebruik van hybride of all-electric systemen kan het verbruik verder worden beperkt. De kosten variëren afhankelijk van de grootte en uitvoering van het systeem, maar subsidies en de langdurige energiebesparing kunnen de investering verantwoorden. Voor wie op zoek is naar een duurzame en efficiënte verwarmingsoptie, is een lucht-water-warmtepomp een serieuze overweging.

Bronnen

1. SPRSUN – Air-to-water heat pumps
2. Viessmann – Warmtepompen voor bedrijven en overheidsgebouwen
3. Energieloket – Warmtepompen
4. Warmtepompenadvies – Warmtepompkosten